The world is a big place, but it’s gotten smaller with the advent of technologies that put people from across the globe in the palm of one’s hand. And as the world has shrunk, it has also demanded that things happen ever faster—including the time it takes to charge an electronic device.

A cross-campus collaboration led by Ulrich Wiesner, professor of engineering in the at Cornell University, addresses this demand with a novel energy storage device architecture that has the potential for lightning-quick charges.

The group’s idea: Instead of having the batteries’ anode and cathode on either side of a nonconducting separator, intertwine the components in a self-assembling, 3-D gyroidal structure, with thousands of nanoscale pores filled with the elements necessary for energy storage and delivery.

“This is truly a revolutionary battery architecture,” said Wiesner, whose group’s paper, “Block Copolymer Derived 3-D Interpenetrating Multifunctional Gyroidal Nanohybrid for Electrical Energy Storage,” was published May 16 in Energy and Environmental Science, a publication of the Royal Society of Chemistry.

“This three-dimensional architecture basically eliminates all losses from dead volume in your device,” Wiesner said. “More importantly, shrinking the dimensions of these interpenetrated domains down to the nanoscale, as we did, gives you orders of magnitude higher power density. In other words, you can access the energy in much shorter times than what’s usually done with conventional battery architectures.”How fast is that? Wiesner said that, due to the dimensions of the battery’s elements being shrunk down to the nanoscale, “by the time you put your cable into the socket, in seconds, perhaps even faster, the battery would be charged.”

Read more from here.

التجميع الذاتي للبطارية ثلاثية الأبعاد سيحمّل بالثانية

العالم مكان كبير ، لكنه أصبح أصغر مع ظهور التقنيات التي وضعت الناس من جميع أنحاء العالم في كف اليد. ومع انكماش العالم ، فقد طالب أيضًا أن تحدث الأشياء أسرع من أي وقت مضى ، بما في ذلك الوقت الذي يستغرقه شحن جهاز إلكتروني.

ويعالج هذا التعاون عبر الحرم الجامعي بقيادة “Ulrich Wiesner” ، أستاذ الهندسة في جامعة “Cornell” ، هذا الطلب من خلال بنية جهاز تخزين الطاقة الجديدة التي تنطوي على إمكانية الشحن السريع.

فكرة المجموعة: بدلاً من امتلاك أنود البطاريات والكاثود على جانبي فاصل غير موصل ، تتشابك المكونات في تركيبة دائرية ثلاثية الأبعاد ذاتية التجميع ، مع الآلاف من المسام النانوية المليئة بالعناصر الضرورية لتخزين الطاقة و توصيلها.

وقال “Wiesner”: “إن هذه هي بنية ثورية حقيقية للبطاريات” ، ونشرت في عددها الصادر في 16 مايو في مجلة “الطاقة والعلوم البيئية” ، نشرتها الجمعية الملكية لللكيمياء “كتلة “Copolymer” مشتق ثلاثي الأبعاد “Gyroidal Nanohybrid” متعدد الوظائف من أجل تخزين الطاقة الكهربائية”.

وقال “Wiesner” : “هذه البنية ثلاثية الأبعاد تقضي أساسًا على جميع الخسائر الناتجة عن حجم الخسائر في جهازك”. “والأهم من ذلك ، إن تقليص أبعاد هذه المجالات المتداخلة إلى مقياس النانو ، كما فعلنا ، يمنحك أوامر بكثافة طاقة أعلى. وبعبارة أخرى ، يمكنك الوصول إلى الطاقة في أوقات أقصر بكثير مما يتم عادة باستخدام هياكل البطاريات التقليدية “ما مدى سرعة ذلك؟ وقال “Wiesner” إنه بسبب تقلص أبعاد عناصر البطارية إلى مقياس النانو ، “في الوقت الذي تضع فيه الكابل الخاص بك في المقبس ، في ثوانٍ ، وربما أسرع ، سيتم شحن البطارية.”

اقرأ المزيد من هنا.